自動(dòng)夾取工件機(jī)械臂的設(shè)計(jì)

引言隨著我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的飛躍發(fā)展，自動(dòng)化程度的迅速提高，實(shí)現(xiàn)工件的裝卸、轉(zhuǎn)向、輸送或操持焊槍、噴槍、扳手等工具進(jìn)行加工、裝配等工作的自動(dòng)化，已愈來(lái)愈引起人們的重視。機(jī)械手是模仿著人手的部分動(dòng)作，按給定程序、軌跡和要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抓取、搬運(yùn)或操作的自動(dòng)機(jī)械裝置。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的機(jī)械手被稱為“工業(yè)機(jī)械手”，它是近幾十年來(lái)出現(xiàn)的一種技術(shù)設(shè)備。工業(yè)機(jī)械手是在電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)相互滲透的基礎(chǔ)上發(fā)展期來(lái)的，是電子和機(jī)械高度結(jié)合的技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，而機(jī)械手技術(shù)本身又是促進(jìn)工業(yè)實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化的先導(dǎo)技術(shù)，因而在生產(chǎn)應(yīng)用中可以提高生產(chǎn)的自動(dòng)化水平和勞動(dòng)生產(chǎn)率；可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，保證產(chǎn)品質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)；尤其在高溫、高壓、低溫、低壓、粉塵、易爆、有毒氣體和放射性等惡劣的環(huán)境中，它代替人進(jìn)行正常的工作，意義更加重大。因此，在機(jī)械加工、沖壓、鑄、鍛、焊接、熱處理、電鍍、噴漆、裝配以及輕工業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)等方面得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。因?yàn)闄C(jī)械手對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)生活都產(chǎn)生了很大的影響，因此機(jī)械手已成為工業(yè)先進(jìn)國(guó)家重要的技術(shù)發(fā)展領(lǐng)域之一。氣動(dòng)機(jī)械手由操作機(jī)(機(jī)械本體)、控制器、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和檢測(cè)傳感裝置構(gòu)成，是一種仿人操作，自動(dòng)控制、可重復(fù)編程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機(jī)電一體化自動(dòng)化設(shè)備。特別適合于多品種、變批量的柔性生產(chǎn)。它對(duì)穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，改善勞動(dòng)條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用。機(jī)器人技術(shù)是綜合了計(jì)算機(jī)、控制論、機(jī)構(gòu)學(xué)、信息和傳感技術(shù)、人工智能、仿生學(xué)等多學(xué)科而形成的高新技術(shù)，是當(dāng)代研究十分活躍，應(yīng)用日益廣泛的領(lǐng)域。機(jī)器人應(yīng)用情況，是一個(gè)國(guó)家工業(yè)自動(dòng)化水平的重要標(biāo)志。機(jī)器人并不是在簡(jiǎn)單意義上代替人工的勞動(dòng)，而是綜合了人的特長(zhǎng)和機(jī)器特長(zhǎng)的一種擬人的電子機(jī)械裝置，既有人對(duì)環(huán)境狀態(tài)的快速反應(yīng)和分析判斷能力，又有機(jī)器可長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作、精確度高、抗惡劣環(huán)境的能力，從某種意義上說(shuō)它也是機(jī)器的進(jìn)化過(guò)程產(chǎn)物，它是工業(yè)以及非產(chǎn)業(yè)界的重要生產(chǎn)和服務(wù)性設(shè)各，也是先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的自動(dòng)化設(shè)備.機(jī)械手是模仿著人手的部分動(dòng)作，按給定程序、軌跡和要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抓取、搬運(yùn)或操作的自動(dòng)機(jī)械裝置。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的機(jī)械手被稱為“工業(yè)機(jī)械手”。生產(chǎn)中應(yīng)用機(jī)械手可以提高生產(chǎn)的自動(dòng)化水平和勞動(dòng)生產(chǎn)率:可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、保證產(chǎn)品質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn);尤其在高溫、高壓、低溫、低壓、粉塵、易爆、有毒氣體和放射性等惡劣的環(huán)境中，它代替人進(jìn)行正常的工作，意義更為重大。因此，在機(jī)械加工、沖壓、鑄、鍛、焊接、熱處理、電鍍、噴漆、裝配以及輕工業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)等方面得到越來(lái)越廣泛的引用.機(jī)械手的結(jié)構(gòu)形式開(kāi)始比較簡(jiǎn)單，專用性較強(qiáng)，僅為某臺(tái)機(jī)床的上下料裝置，是附屬于該機(jī)床的專用機(jī)械手。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，制成了能夠獨(dú)立的按程序控制實(shí)現(xiàn)重復(fù)操作，適用范圍比較廣的“程序控制通用機(jī)械手”，簡(jiǎn)稱通用機(jī)械手。由于通用機(jī)械手能很快的改變工作程序，適應(yīng)性較強(qiáng)，所以它在不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量生產(chǎn)中獲得廣泛的引用。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)題目是自動(dòng)取料系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要為機(jī)械手的設(shè)計(jì)工作，主要是根據(jù)生產(chǎn)的具體要求進(jìn)行接受方案的設(shè)計(jì)，以便選擇和確定機(jī)械手的坐標(biāo)形式、基本參數(shù)、機(jī)械結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)方式及系統(tǒng)原理圖和控制方式及線路圖等工作。在現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域里，材料的搬運(yùn)、機(jī)床的取料、整體的裝配等是十分重要的環(huán)節(jié)，而實(shí)現(xiàn)這些環(huán)節(jié)的自動(dòng)化將大大提高生產(chǎn)效率，減少成本。用自動(dòng)化機(jī)械代替人的工作可以減少事故的發(fā)生。工業(yè)機(jī)械手就是為了實(shí)現(xiàn)這些環(huán)節(jié)的自動(dòng)化而設(shè)計(jì)的。2總體方案設(shè)計(jì)關(guān)于機(jī)械手設(shè)計(jì)的具體工作，是不可能有一整套固定不便的設(shè)計(jì)步驟和工作內(nèi)容的，必須根據(jù)具體情況作具體的分析?，F(xiàn)將本次自動(dòng)取料機(jī)械手設(shè)計(jì)時(shí)的有關(guān)工作內(nèi)容和一般需要考慮的問(wèn)題分析一下。2.1明確設(shè)計(jì)要求2.1.1被抓對(duì)象的情況被抓對(duì)象的情況就是被抓取物件的重量、形狀、尺寸、材料、表面加工情況、易碎性及數(shù)量等，以便選擇手部的結(jié)構(gòu)及計(jì)算必要的加緊力或吸附力大小。2.1.2工作現(xiàn)場(chǎng)的情況同位素自動(dòng)取料機(jī)械手涉及到力學(xué)、機(jī)械學(xué)、電氣液壓技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感器技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等科學(xué)領(lǐng)域，是一門跨學(xué)科綜合技術(shù)。它是一種能自動(dòng)控制并可以從新編程以變動(dòng)的多功能機(jī)器，它有多個(gè)自由度，可以搬運(yùn)物體以完成在不同環(huán)境中的工作。新型同位素自動(dòng)取料機(jī)不僅提高了分裝計(jì)量精度和工作效率，而且改善了工人的勞動(dòng)條件，避免了同位素對(duì)人體輻射的危害，工作安全可靠。同位素自動(dòng)取料機(jī)械手所附屬于工作主機(jī)或自動(dòng)線的工作場(chǎng)地面積和空間大小，工作主機(jī)的排列情況，決定著機(jī)械手的安裝情況。如場(chǎng)地允許可選擇地面固定式；若因場(chǎng)地面積窄小或其它原因不宜把機(jī)械手固定在地面，則可以采用懸掛式或固定在工作主機(jī)機(jī)身上某適當(dāng)位置；若利用一臺(tái)機(jī)械手進(jìn)行多機(jī)床管理，則可選擇懸掛軌道式或地面軌道式。2.1.3上、下料道和儲(chǔ)料裝置與工作主機(jī)的配置情況上、下料道和儲(chǔ)料裝置與工作主機(jī)的相對(duì)位置，決定了工件在上料前和下料后在空間所處的位置和姿勢(shì)，這直接影響手臂的坐標(biāo)形式。2.1.4生產(chǎn)工藝和工作機(jī)械對(duì)機(jī)械手的要求由于產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過(guò)程的不同和工作機(jī)械的不同生產(chǎn)特點(diǎn)，影響機(jī)械手的自由度、運(yùn)動(dòng)軌跡、運(yùn)動(dòng)速度和定位精度的確定，因此必需對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)行分析，比較工藝的先進(jìn)性和穩(wěn)定性，最后按先進(jìn)的工藝，設(shè)計(jì)必要的機(jī)械手，以完成輔助工作。2.1.5工作環(huán)境及其它特殊要求如在高溫環(huán)境工作的機(jī)械手，由于有熱的傳導(dǎo)和輻射問(wèn)題，手部要采取冷卻與隔熱措施；如在粉塵的環(huán)境工作的機(jī)械手，應(yīng)加防護(hù)罩及密封裝置；如在有腐蝕性的環(huán)境里工作的機(jī)械手，應(yīng)選擇耐酸或耐堿的材料或涂敷耐酸、堿的橡膠。2.2傳動(dòng)方案的確定確定傳動(dòng)方案是設(shè)計(jì)機(jī)械手首先要進(jìn)行的工作。隨著傳動(dòng)方案的確定，機(jī)械手的總體布局也就有了概貌。確定傳動(dòng)個(gè)方案的主要內(nèi)容有兩個(gè)：一是確定機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)方式。究竟是用液壓、氣壓、電動(dòng)，還是機(jī)械傳動(dòng)，這要根據(jù)生產(chǎn)工藝過(guò)程、生產(chǎn)節(jié)拍和工作環(huán)境，結(jié)合工廠具體條件確定，本次設(shè)計(jì)采用氣壓傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式。二是確定運(yùn)動(dòng)路線（即運(yùn)動(dòng)軌跡）。專用機(jī)械手要實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)所需的動(dòng)作要求，例如把工件從一個(gè)位置傳送到另一個(gè)位置，往往可有好幾個(gè)運(yùn)動(dòng)路線，需要通過(guò)分析比較最后確定一個(gè)路線最短、動(dòng)作最少的方案?？紤]運(yùn)動(dòng)路線時(shí)，一般可參照人的手臂和手腕的動(dòng)作進(jìn)行模擬類比，較直觀的擬定方案，同時(shí)參照手臂坐標(biāo)形式來(lái)進(jìn)行方案比較?？傊诖_定運(yùn)動(dòng)路線時(shí)，主要根據(jù)動(dòng)作要求，并結(jié)合其它設(shè)計(jì)要求進(jìn)行全面分析比較，使手臂、手腕、手指分工配合協(xié)同動(dòng)作，達(dá)到運(yùn)動(dòng)路線既短，結(jié)構(gòu)又簡(jiǎn)單、緊湊、合理、可靠。2.3基本參數(shù)的確定機(jī)械手的基本參數(shù)有抓重（即臂力）、自由度、工作行程（或轉(zhuǎn)角）、工作速度和定位精度。2.3.1抓重抓重是指機(jī)械手所能搬運(yùn)物件的重量。抓重可以根據(jù)被抓取物件的重量并考慮適當(dāng)?shù)陌踩禂?shù)來(lái)作決定?？紤]到手臂機(jī)構(gòu)強(qiáng)度等因素，通常安全系數(shù)K可在2~3范圍內(nèi)選取。2.3.2自由度、工作行程或轉(zhuǎn)角在確定了機(jī)械手運(yùn)動(dòng)路線后，對(duì)運(yùn)動(dòng)路線進(jìn)行分析，將復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)路線分解成若干個(gè)簡(jiǎn)單的直線運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，每一個(gè)簡(jiǎn)單的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)即是一個(gè)自由度。結(jié)合機(jī)械手安裝的位置和工作機(jī)器、上下料道或儲(chǔ)料裝置的相對(duì)位置的尺寸，就能確定運(yùn)動(dòng)路線分解后的各段工作行程和轉(zhuǎn)角，考慮到行程、轉(zhuǎn)角調(diào)整的需要，適當(dāng)加大其數(shù)值后，機(jī)械手的各個(gè)運(yùn)動(dòng)的最大行程便可據(jù)此確定。2.3.3工作速度在各個(gè)分解運(yùn)動(dòng)的最大行程確定后，便可根據(jù)動(dòng)作節(jié)拍確定各動(dòng)作時(shí)間的分配，從而確定各動(dòng)作的工作速度。機(jī)械手的動(dòng)作節(jié)拍是指機(jī)械手完成一個(gè)動(dòng)作循環(huán)所需的時(shí)間。它可以直接等于機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)節(jié)拍。如沖床上料機(jī)械手與沖床聯(lián)動(dòng)，沖頭上、下運(yùn)行時(shí)，機(jī)械手退出和送料。亦有機(jī)械手的節(jié)拍占整個(gè)生產(chǎn)節(jié)拍的一部分。如切削機(jī)床用的上下料機(jī)械手，在機(jī)床加工時(shí)機(jī)械手時(shí)不動(dòng)作的，當(dāng)某一工序加工結(jié)束時(shí)機(jī)械手開(kāi)始動(dòng)作，這時(shí)機(jī)械手的動(dòng)作節(jié)拍應(yīng)按需要和可能加以確定。若某機(jī)械手要完成某一上料動(dòng)作，需完成夾緊工件、手臂上升、手腕回轉(zhuǎn)、手臂回轉(zhuǎn)、伸出、下降、放松工件、手臂縮回、反轉(zhuǎn)、手臂反轉(zhuǎn)等一系列動(dòng)作，這些動(dòng)作都需要在節(jié)拍所規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成。令節(jié)拍為T，各動(dòng)作時(shí)間分別設(shè)為、……，則T＋＋＋……＋（各動(dòng)作依次進(jìn)行）或T＋＋＋……＋（如手腕回轉(zhuǎn)時(shí)間<手臂回轉(zhuǎn)時(shí)間）在按動(dòng)作節(jié)拍要求進(jìn)行各動(dòng)作時(shí)間分配時(shí)，要考慮下列問(wèn)題：1．由于繼電器、電磁滑閥以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)都有一定的慣性，從動(dòng)作指令發(fā)出到開(kāi)始動(dòng)作需要一段時(shí)間，因此單個(gè)動(dòng)作時(shí)間不宜少于0.2秒（直流電磁閥的打開(kāi)響應(yīng)時(shí)間直＝0.1~0.15秒，交流電磁閥的打開(kāi)響應(yīng)時(shí)間交＝0.01~0.07秒）。2．夾緊或放松動(dòng)作時(shí)間一般可定為0.2~0.3秒。3．手臂伸縮、水平回轉(zhuǎn)和升降的時(shí)間，是機(jī)械手動(dòng)作節(jié)拍的主要部分，要考慮抓重和行程大小、驅(qū)動(dòng)方式、緩沖和定位方式而加以確定。在動(dòng)作時(shí)間和行程確定后就可以求出機(jī)械手各動(dòng)作的速度。2.3.4定位精度表2-1定位精度數(shù)值表普通搬運(yùn)作業(yè)±3～±5mm或無(wú)定位精度要求切削機(jī)床上下料±1mm沖床上下料±1mm點(diǎn)焊、弧焊±1mm噴漆±2mm模鍛水平方向?yàn)椤?.5mm垂直方向?yàn)椤?mm裝配、測(cè)量±0.1～±0.01mm機(jī)械手的定位精度是由加工工藝要求、機(jī)械手本省的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（如制造精度、結(jié)構(gòu)剛度）、抓重、工作行程、工作速度以及驅(qū)動(dòng)、控制方式和緩沖定位方式諸因素所決定。但是，加工工藝要求是主要的因素。設(shè)計(jì)機(jī)械手時(shí)，應(yīng)力求保證各種不同的加工工藝對(duì)定位精度的要求。3機(jī)械手的整體設(shè)計(jì)方案對(duì)氣動(dòng)機(jī)械手的基本要求是能快速、準(zhǔn)確地拾-放和搬運(yùn)物件，這就要求它們具有高精度、快速反應(yīng)、一定的承載能力、足夠的工作空間和靈活的自由度及在任意位置都能自動(dòng)定位等特性。設(shè)計(jì)氣動(dòng)機(jī)械手的原則是:充分分析作業(yè)對(duì)象(工件)的作業(yè)技術(shù)要求，擬定最合理的作業(yè)工序和工藝，并滿足系統(tǒng)功能要求和環(huán)境條件;明確工件的結(jié)構(gòu)形狀和材料特性，定位精度要求，抓取、搬運(yùn)時(shí)的受力特性、尺寸和質(zhì)量參數(shù)等，從而進(jìn)一步確定對(duì)機(jī)械手結(jié)構(gòu)及運(yùn)行控制的要求;盡量選用定型的標(biāo)準(zhǔn)組件，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)制造過(guò)程，兼顧通用性和專用性，并能實(shí)現(xiàn)柔性轉(zhuǎn)換和編程控制.本次設(shè)計(jì)的機(jī)械手是通用氣動(dòng)上下料機(jī)械手,如圖3-1所示，是一種適合于成批或中、小批生產(chǎn)的、可以改變動(dòng)作程序的自動(dòng)搬運(yùn)或操作設(shè)備，動(dòng)作強(qiáng)度大和操作單調(diào)頻繁的生產(chǎn)場(chǎng)合。它可用于操作環(huán)境惡劣的場(chǎng)合。圖3-1機(jī)械手的整體機(jī)械結(jié)構(gòu)3.1機(jī)械手的座標(biāo)型式與自由度按機(jī)械手手臂的不同運(yùn)動(dòng)形式及其組合情況，其座標(biāo)型式可分為直角座標(biāo)式、圓柱座標(biāo)式、球座標(biāo)式和關(guān)節(jié)式。由于本機(jī)械手在上下料時(shí)手臂具有升降、收縮及回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，因此，采用圓柱座標(biāo)型式。相應(yīng)的機(jī)械手具有三個(gè)自由度，為了彌補(bǔ)升降運(yùn)動(dòng)行程較小的缺點(diǎn)，增加手臂擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，從而增加一個(gè)手臂上下擺動(dòng)的自由度。如圖3-2所示圖3-2機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)示意圖3.2機(jī)械手的手部結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)為了使機(jī)械手的通用性更強(qiáng)，把機(jī)械手的手部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成可更換結(jié)構(gòu)，當(dāng)工件是棒料時(shí)，使用夾持式手部;當(dāng)工件是板料時(shí)，使用氣流負(fù)壓式吸盤。3.3機(jī)械手的手腕結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)考慮到機(jī)械手的通用性，同時(shí)由于被抓取工件是水平放置，因此手腕必須設(shè)有回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)才可滿足工作的要求。因此，手腕設(shè)計(jì)成回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)手腕回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)為回轉(zhuǎn)氣缸。3.4機(jī)械手的手臂結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)按照抓取工件的要求，本機(jī)械手的手臂有三個(gè)自由度，即手臂的伸縮、左右回轉(zhuǎn)和降(或俯仰)運(yùn)動(dòng)。手臂的回轉(zhuǎn)和升降運(yùn)動(dòng)是通過(guò)立柱來(lái)實(shí)現(xiàn)的，立柱的橫向移動(dòng)即為手臂的橫移。手臂的各種運(yùn)動(dòng)由氣缸來(lái)實(shí)現(xiàn)。3.5機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)方案設(shè)計(jì)由于氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)作迅速，反應(yīng)靈敏，阻力損失和泄漏較小，成本低廉因此本機(jī)械手采用氣壓傳動(dòng)方式。3.6機(jī)械手的控制方案設(shè)計(jì)考慮到機(jī)械手的通用性，同時(shí)使用點(diǎn)位控制，因此我們采用可編程序控制器(PLC)對(duì)機(jī)械手進(jìn)行控制。當(dāng)機(jī)械手的動(dòng)作流程改變時(shí)，只需改變PLC程序即可實(shí)現(xiàn)，非常方便快捷。3.7機(jī)械手的主要技術(shù)參數(shù)1.機(jī)械手的最大抓重是其規(guī)格的主參數(shù)，由于是采用氣動(dòng)方式驅(qū)動(dòng)，因此考慮抓取的物體不應(yīng)該太重，查閱相關(guān)機(jī)械手的設(shè)計(jì)參數(shù)，結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)抓取的工件質(zhì)量為5公斤。2.基本參數(shù)運(yùn)動(dòng)速度是機(jī)械手主要的基本參數(shù)。操作節(jié)拍對(duì)機(jī)械手速度提出了要求，設(shè)計(jì)速度過(guò)低限制了它的使用范圍。（如圖3-2所示）而影響機(jī)械手動(dòng)作快慢的主要因素是手臂伸縮及回轉(zhuǎn)的速度。該機(jī)械手最大移動(dòng)速度設(shè)計(jì)為。最大回轉(zhuǎn)速度設(shè)計(jì)為。平均移動(dòng)速度為。平均回轉(zhuǎn)速度為。機(jī)械手動(dòng)作時(shí)有啟動(dòng)、停止過(guò)程的加、減速度存在，用速度一行程曲線來(lái)說(shuō)明速度特性較為全面，因?yàn)槠骄俣扰c行程有關(guān)，故用平均速度表示速度的快慢更為符合速度特性。除了運(yùn)動(dòng)速度以外，手臂設(shè)計(jì)的基本參數(shù)還有伸縮行程和工作半徑。大部分機(jī)械手設(shè)計(jì)成相當(dāng)于人工坐著或站著且略有走動(dòng)操作的空間。過(guò)大的伸縮行程和工作半徑，必然帶來(lái)偏重力矩增大而剛性降低。在這種情況下宜采用自動(dòng)傳送裝置為好。根據(jù)統(tǒng)計(jì)和比較，該機(jī)械手手臂的伸縮行程定為600mm,最大工作半徑約為。手臂升降行程定為。定位精度也是基本參數(shù)之一。該機(jī)械手的定位精度為。3.用途:用于自動(dòng)輸送線的上下料。4．設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)如表3-1所示:表3-1設(shè)計(jì)參數(shù)抓重自由度數(shù)4個(gè)自由度座標(biāo)型式圓柱座標(biāo)最大工作半徑手臂最大中心高手臂運(yùn)動(dòng)參數(shù)伸縮行程伸縮速度升降行程升降速度回轉(zhuǎn)范圍回轉(zhuǎn)速度手腕運(yùn)動(dòng)參數(shù)回轉(zhuǎn)范圍回轉(zhuǎn)速度手指夾持范圍棒料:定位方式行程開(kāi)關(guān)或可調(diào)機(jī)械擋塊等定位精度驅(qū)動(dòng)方式氣壓傳控制方式點(diǎn)位程序控制(采用PLC)圖3-3機(jī)械手的工作范圍4總結(jié)此機(jī)械手共有三個(gè)自由度，分別是機(jī)械手臂的伸縮，支座的360度旋轉(zhuǎn)，以及支座的起降，能保證機(jī)械手在上下以及左右位置的調(diào)整。全程動(dòng)力源是液壓系統(tǒng)，安裝有壓力傳感器，實(shí)現(xiàn)手臂定位，保證工件裝卡定位準(zhǔn)確。對(duì)于機(jī)械手結(jié)構(gòu)的選擇，有直角坐標(biāo)機(jī)器人結(jié)構(gòu)，圓柱坐標(biāo)機(jī)器人結(jié)構(gòu)，球坐標(biāo)機(jī)器人結(jié)構(gòu)，關(guān)節(jié)型機(jī)器人結(jié)構(gòu)，在此選擇圓柱坐標(biāo)型，因?yàn)閳A柱型坐標(biāo)能實(shí)現(xiàn)支座的回轉(zhuǎn)與升降功能。手爪選用單自由度手爪，即在抓取重物之后實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)放料，料由氣動(dòng)虎鉗自動(dòng)加緊。如此即可實(shí)現(xiàn)機(jī)床上下料的功能，所以是可行的。參考文獻(xiàn)1.濮良貴，紀(jì)名剛．機(jī)械設(shè)計(jì)（第七版）[M].北京：高等教育出版社，2000：100-317；2.吳振彪.工業(yè)機(jī)器人[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社,2008；3.王承義.機(jī)械手及其應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1981；4.費(fèi)仁元.機(jī)器人機(jī)械設(shè)計(jì)和分析[M].北京：北京工業(yè)大學(xué)出版社，1997；5.龔正等.液壓傳動(dòng)與控制[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1989；6.張鐵.機(jī)器人學(xué)[M].廣州：華南理工大學(xué)出版社，2000；7.吳美芳.機(jī)器人控制基礎(chǔ)[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，1992；8.侯珍秀.機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].黑龍江：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2000；9.徐灝主.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[J].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991；10.邵忍平.機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)[M].北京：機(jī)械工業(yè)